Hint2介导细胞自噬调节肿瘤细胞存活的研究

Cancer cells resist the adverse environment condition and avoid apoptosis by autophagy in the early stage of tumorigenesis. We found the expression of Hint2 was reduced in both mRNA and protein level in starvation induced autophagy. Further studies indicated silencing Hint2 can enhance the baseline and starvation induced autophagy, whereas overexpression of Hint2 can inhibit starvation induced autophagy. These results indicated Hint2 may be involved in the regulation of autophagy. It's reported Hint2 was down-regulated in hepatocellular carcinoma, and played important roles in regulation of apoptosis. We speculate that the down-regulation of Hint2 may enhance the autophagy level and facilitate the progression of tumor cells. In the research, we'll further confirm the exact role of Hint2 in autophagy, and illustrate related mechanisms by detecting the activation of important autophagy-related molecule combined with use of siRNA technology and autophagy inhibitors. After this, we will determine if Hint2-mediated autophagy is involved in the regulation of tumor cells apoptosis in vitro and in vivo. Our results will improve the comprehension of the relation between autophagy and tumorigenesis, and provide potential therapeutic targets for the prevention and therapy of tumor and related diseases.

肿瘤发生早期主要通过细胞自噬来维持生长，避免凋亡。我们发现饥饿诱导HeLa细胞自噬后，线粒体蛋白Hint2在蛋白和mRNA水平都明显下调；低表达Hint2会增强基础水平和饥饿诱导的细胞自噬，而高表达Hint2则抑制饥饿诱导的细胞自噬，提示Hint2可能参与自噬的调控。文献报道Hint2低表达于肝癌细胞，而且可以调控肿瘤细胞凋亡，其机制不清。因此我们推测肿瘤细胞很可能通过降低Hint2的表达来增强自噬水平，维持其生长。本课题将结合前期研究结果，在基础水平和应激水平进一步确认Hint2是否介导细胞自噬；并检测自噬相关重要分子的活化，结合RNAi及自噬抑制剂的使用初步阐明其分子机制。在此基础上，我们还将通过细胞和裸鼠实验检测Hint2介导的细胞自噬是否影响肿瘤细胞凋亡。我们的结果将有助于增强对细胞自噬机制及其与肿瘤发生关系的了解，可能为肿瘤及相关疾病的防治提供新的研究思路和潜在干预靶点。

肿瘤的发生发展与细胞自噬密切相关，相关研究是生物学领域的热点之一。早期研究发现，线粒体Hint2可能参与了肿瘤细胞自噬水平的调节。本课题中，我们对Hint2在肿瘤细胞中的功能及分子机制进行了系统研究。1）在HeLa细胞中，我们构建了低表达和高表达Hint2的稳定克隆。发现低表达Hint2可以促进HeLa细胞基础水平和饥饿诱导的细胞自噬，而高表达Hint2则抑制这两种情况下的细胞自噬。对其分子机制进行研究，发现Hint2表达量变化可以影响p-mTOR、Atg5、Atg14和Beclin1等多个重要自噬相关基因的表达。而且Hint2介导的细胞自噬依赖于Beclin1的活化，干扰Beclin1可以抑制Hint2介导的细胞自噬。细胞自噬与细胞存活能力密切相关，干扰Hint2可以抑制HeLa细胞凋亡，而高表达Hint2则促进HeLa细胞凋亡。使用自噬诱导剂Rapamycin和抑制剂Wortmannin进行实验进一步证实了这一结果。因此，Hint2可以通过调节细胞自噬来调控HeLa细胞的存活能力。2）我们发现Hint2高表达于甲状腺乳头状肿瘤组织。在收集的14例肿瘤临床样本中，Hint2显著高表达于12例样本。进一步研究发现，在K1和TPC-1这两种甲状腺乳头状癌细胞中低表达Hint2可以抑制其增殖、克隆形成和迁移能力，而高表达Hint2则促进其恶性表型发展。对其分子机制进行研究，发现Hint2可以调控基质金属蛋白酶MMP9和EMT相关分子的表达。这些结果说明Hint2有可能是甲状腺乳头状肿瘤的原癌基因。综合这些结果，线粒体蛋白Hint2可能在肿瘤发生发展及细胞自噬调节中起着重要作用，我们的结果为相关疾病的诊断和治疗提供了新的线索和潜在靶点。另外，在本课题资助下，我们还在脑部肿瘤组织中发现了另一个呈标志性高表达的线粒体蛋白NADK2，相关研究正在进一步开展中。